基于FME作業(yè)區(qū)域面積快速求算方法的探討

張利剛 高雪

作者簡(jiǎn)介：張利剛，男，河南濮陽(yáng)人，主要研究方向?yàn)楹娇諗z影測(cè)量。

摘要： 在房地一體項(xiàng)目中，往往需要求算不規(guī)則村莊建設(shè)的占地面積;關(guān)于此問(wèn)題，傳統(tǒng)的作業(yè)方法是手工勾繪村莊范圍線，再根據(jù)范圍線統(tǒng)計(jì)占地面積，該方法需大量人力，而且效率較低。針對(duì)上述問(wèn)題，基于FME軟件平臺(tái)編制了作業(yè)區(qū)域面積求算模板，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的批量處理，極大的提高了作業(yè)效率，減少了人為工作量。

關(guān)鍵詞： FME;房地一體;面積求算

【中圖分類號(hào)】P208 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-3733（2020）16-0195-02

0引言

為進(jìn)一步深化改革農(nóng)村土地使用制度，協(xié)調(diào)發(fā)展城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)，各地級(jí)市、縣政府要求，加快推進(jìn)農(nóng)村宅基地和集體建設(shè)用地的確權(quán)、登記和頒證工作。當(dāng)前，房地一體項(xiàng)目正在如火如荼的進(jìn)行中。房地一體項(xiàng)目的測(cè)量、調(diào)查的最小單元為“一戶或一宗”宅基地。鑒于，大多數(shù)村莊的建設(shè)都是缺乏事先規(guī)劃的，這也就導(dǎo)致村莊邊界線的不規(guī)整性;此種情形，后期村莊整體占地面積統(tǒng)計(jì)時(shí)往往需要人工手動(dòng)勾繪村莊占地范圍線，再計(jì)算面積。一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)約有十幾個(gè)村莊，一個(gè)縣大約就有上百個(gè)村莊，傳統(tǒng)的面積統(tǒng)計(jì)方法工作量大、效率低、浪費(fèi)大量人力，因此，有必要進(jìn)一步探討基于不規(guī)則地籍圖的面積自動(dòng)統(tǒng)計(jì)方法。

1方案設(shè)計(jì)

FME是加拿大Safe Software公司推出的一款空間數(shù)據(jù)處理軟件，支持100多種GIS數(shù)據(jù)格式，可以將不同格式的GIS數(shù)據(jù)按一定規(guī)則進(jìn)行整合、處理和重構(gòu)。該軟件將很多適用性較廣的數(shù)據(jù)處理方法集合成了函數(shù)模塊兒，這在很大程度上提高了使用效率，使用者可根據(jù)需要自由組合各函數(shù)模塊兒，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高質(zhì)量、多需求的轉(zhuǎn)換與整合;該軟件在GIS數(shù)據(jù)處理方面一直享有“萬(wàn)能鑰匙”的美譽(yù)[1，2]。該方案就是基于FME軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)展開(kāi)的。

作業(yè)區(qū)域面積求算的源數(shù)據(jù)為對(duì)應(yīng)區(qū)域的地籍圖，而地籍圖中往往包含居民地、水系、交通、管線、地貌、注記等多個(gè)數(shù)據(jù)層;在面積求算時(shí)，主要以村莊最外圍的有效矢量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，不分類別，沒(méi)有主次;因此為提高計(jì)算效率，面積求算精度，應(yīng)對(duì)地籍圖源數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，主要包括所有數(shù)據(jù)歸大層和刪除村莊周?chē)鸁o(wú)效注記兩部分。另外，根據(jù)項(xiàng)目需要合理的設(shè)計(jì)模板的功能模塊兒，主要包括各村落矢量范圍線（shp文件）的輸出以及面積的統(tǒng)計(jì)。最后，編寫(xiě)模板，成果輸出。具體方案設(shè)計(jì)流程如下圖所示。

2方案實(shí)施

2.1數(shù)據(jù)預(yù)處理

面積計(jì)算的基礎(chǔ)為地籍圖的矢量數(shù)據(jù)，但地籍圖中往往存在貫穿并延伸到村外的道路和水系，此數(shù)據(jù)并不能作為求算村莊范圍的有效數(shù)據(jù)，因此應(yīng)對(duì)延伸到村外的部分進(jìn)行刪除;然后，村莊周邊的名稱注記、性質(zhì)注記等屬性也不是有效數(shù)據(jù)，預(yù)處理時(shí)應(yīng)刪除;以上處理均為提高面積求算的精度。最后，將整理完成的有效矢量數(shù)據(jù)歸為大層，以提高后期軟件的計(jì)算效率。

2.2模板編寫(xiě)

FME提供了多種格式的數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)、類型函數(shù)、參數(shù)發(fā)布等功能，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的批處理功能[3-5]。此處僅以讀入和輸出的均是CAD文件為例進(jìn)行模板的編寫(xiě)，具體如圖2所示。

將矢量數(shù)據(jù)離散成點(diǎn);

利用Chopper函數(shù)，將Maximum Vertices參數(shù)值設(shè)置為1，將所有輸入的矢量數(shù)據(jù)離散為點(diǎn)。

求點(diǎn)狀數(shù)據(jù)的外接多邊形;

將經(jīng)離散后的點(diǎn)數(shù)據(jù)文件輸入到HullAccumulator函數(shù)中，繪制點(diǎn)云數(shù)據(jù)的外接多邊形，其中Hull type設(shè)置為Convave（凹多邊形），參數(shù)值A(chǔ)lpha Value根據(jù)求算面積精度設(shè)置，值愈大，點(diǎn)云周邊數(shù)據(jù)取舍愈大，面積計(jì)算精度愈低。

將外接多邊形數(shù)據(jù)打散為SHP數(shù)據(jù);

HullAccumulator函數(shù)直接輸出的多邊形數(shù)據(jù)為共享符號(hào)，不利于后續(xù)的面積計(jì)算，因此采用Deaggregator函數(shù)將輸入的共享符號(hào)轉(zhuǎn)換為SHP數(shù)據(jù)。

求算SHP數(shù)據(jù)的面積值并進(jìn)行標(biāo)注;

此過(guò)程主要包含兩部分，SHP數(shù)據(jù)的面積統(tǒng)計(jì)和面積值的標(biāo)注。面積計(jì)算時(shí)采用AreaCalculator函數(shù)，主要計(jì)算的是平面面積，所以參數(shù)設(shè)置的類型項(xiàng)（Type）設(shè)置為平面面積（Plane Area）。然后，采用LabelPointReplacer函數(shù)將計(jì)算出的面積值標(biāo)注在對(duì)應(yīng)的SHP圖形中，函數(shù)參數(shù)設(shè)置時(shí)，Label項(xiàng)選擇標(biāo)注對(duì)象即面積字段，Label Height進(jìn)行標(biāo)注字大的設(shè)置。

成果輸出;

將生成轉(zhuǎn)換后的村莊范圍SHP數(shù)據(jù)和面積統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以CAD格式進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出。

3實(shí)例分析

現(xiàn)以浙江省某縣的房地一體項(xiàng)目為例進(jìn)行試驗(yàn)分析。該縣有近20個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，選取其中一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，該鎮(zhèn)有12個(gè)村莊，這些村莊相對(duì)獨(dú)立，范圍極不規(guī)則。具體試驗(yàn)步驟如下：

對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，主要檢查刪除村莊周邊的無(wú)效數(shù)據(jù)（包括村外的各種屬性注記和延伸到村外的道路和溝渠）;

對(duì)模板各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并讀入整理好的數(shù)據(jù);

執(zhí)行模板函數(shù)流，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;

將輸出的CAD數(shù)據(jù)與原地籍圖進(jìn)行套合，檢查成果質(zhì)量;

手動(dòng)勾繪村莊邊界，計(jì)算面積值，并與模板自動(dòng)計(jì)算的面積值進(jìn)行比較分析。

生成的村莊范圍SHP文件套合檢查如圖3所示。

上圖中外圍紅線為模板自動(dòng)生成的村莊范圍線，紅線內(nèi)部為原始地籍圖數(shù)據(jù)。

自動(dòng)生成村莊SHP文件面積值與人為手工勾繪面積值比較分析如下表1所示：

上表中，手工勾繪面積值與模板自動(dòng)生成面積值的最大較差為0.004km2，最小較差為0.001km2，分析其原因，主要在于模板中Alpha Value參數(shù)值設(shè)定，設(shè)定值較大時(shí)，面積統(tǒng)計(jì)精度較低，但計(jì)算效率高;設(shè)定值較小時(shí)，面積統(tǒng)計(jì)精度較高，但會(huì)影響計(jì)算效率;在實(shí)際作業(yè)時(shí)，要根據(jù)使用精度要求，合理設(shè)定Alpha Value參數(shù)值。

結(jié)合圖3和表1可知，模板生成SHP范圍線與源數(shù)據(jù)套合良好，統(tǒng)計(jì)精度滿足要求。

4結(jié)論

基于FME軟件平臺(tái)的作業(yè)區(qū)域面積求算模板能夠?qū)崿F(xiàn)批量數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理，極大的減少了人為工作量，提高了作業(yè)效率。此外，實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)精度需求合理的設(shè)置Alpha Value的參數(shù)值。

參考文獻(xiàn)

[1]張?jiān)?基于FME的CAD數(shù)據(jù)批量串線方法研究[J].測(cè)繪技術(shù)裝備，2020（1）：24-28.

[2]趙云，杜向前.基于FME和ArcEngine的地理省情地表覆蓋變化信息獲取[J].測(cè)繪技術(shù)裝備，2020（2）：43-46.

[3]加拿大Safe Software Inc FME中國(guó)代理.FME技術(shù)白皮書(shū)[Z].北京世紀(jì)安圖數(shù)碼科技發(fā)展有限責(zé)任公司，2000.

[4]FME用戶技術(shù)培訓(xùn)教程[Z].北京世紀(jì)安圖數(shù)碼科技發(fā)展有限責(zé)任公司，2012.

[5]任俊儒.FME在GIS數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息，2018（11）：55-56.